Ačkoli plošných spojů (PCB) elektroinstalace hraje klíčovou roli ve vysokorychlostních obvodech, je často až jedním z posledních kroků v procesu návrhu obvodu. Existuje mnoho aspektů vysokorychlostního zapojení PCB. Na toto téma existuje mnoho literatury pro referenci. Tento článek pojednává především o problémech zapojení vysokorychlostních obvodů z praktického hlediska. Hlavním účelem je pomoci novým uživatelům věnovat pozornost mnoha různým problémům, které je třeba vzít v úvahu při navrhování kabeláže vysokorychlostních obvodů PCB. Dalším účelem je poskytnout recenzní materiál pro zákazníky, kteří se nějakou dobu nedotkli kabeláže PCB. Tento článek, omezený rozvržením článku, nemůže podrobně rozebírat všechny problémy, ale článek pojednává o klíčových částech, které mají největší vliv na zlepšení výkonu obvodu, zkrácení doby návrhu a úsporu času na úpravy.

Ačkoli se tento článek zaměřuje na obvody související s vysokorychlostními operačními zesilovači, problémy a metody popsané v tomto článku jsou obecně použitelné pro zapojení používané ve většině ostatních vysokorychlostních analogových obvodů. Když operační zesilovač pracuje ve velmi vysokém vysokofrekvenčním (RF) frekvenčním pásmu, výkon obvodu do značné míry závisí na uspořádání PCB. Vysoce výkonná konstrukce obvodu, která vypadá dobře na výkresu, může získat běžný výkon pouze tehdy, pokud je ovlivněna neopatrným a neopatrným zapojením. Proto předběžné zvážení a pozornost věnovaná důležitým detailům během celého procesu zapojení pomůže zajistit očekávaný výkon obvodu. Schéma Ačkoli dobré schéma nezaručuje dobré zapojení, dobré zapojení začíná dobrým schématem. Při kreslení schématu musíme pečlivě přemýšlet a musíme zvážit směr signálu celého obvodu. Pokud je ve schématu normální a stabilní tok signálu zleva doprava, pak by měl být stejně dobrý tok signálu na desce plošných spojů. Uveďte na schématu co nejvíce užitečných informací. Tímto způsobem, i když některé problémy nemůže vyřešit konstruktér obvodů, mohou zákazníci také hledat jiné kanály, které jim pomohou vyřešit problémy s obvody. Jaké další informace by měly být ve schématu uvedeny kromě běžných referenčních identifikátorů, spotřeby energie a tolerance chyb? Následující část poskytne několik návrhů, jak změnit obyčejná schémata na nejlepší schémata. Přidejte průběhy, mechanické informace o plášti, délku vytištěných čar a prázdné oblasti; uveďte, které součástky je třeba umístit na desku plošných spojů; poskytnout informace o nastavení, rozsahy hodnot komponent, informace o rozptylu tepla, tištěné čáry řídicí impedance, komentáře a krátké obvody Popis činnosti a další informace atd. Nevěřte tomu, že pokud si elektroinstalaci nenavrhnete sami, musíte si nechat dostatek času na pečlivou kontrolu návrhu elektroinstalační osoby. Malá prevence může stát stokrát větší než náprava. Nečekejte, že elektroinstalátor pochopí nápady projektanta. Nejdůležitější jsou včasné názory a pokyny v procesu návrhu kabeláže. Čím více informací lze poskytnout a čím více se zapojí do celého procesu zapojení, tím lepší bude výsledná DPS. Stanovte předběžný bod dokončení pro projektanta elektroinstalace a rychle zkontrolujte podle požadované zprávy o průběhu kabeláže. Tato metoda s uzavřenou smyčkou může zabránit tomu, aby se kabeláž sešla z cesty, čímž se minimalizuje možnost přepracování. Pokyny, které je třeba předat elektroinstalačnímu technikovi, zahrnují: krátký popis funkce obvodu, schematický nákres desky plošných spojů s vyznačením umístění vstupů a výstupů, informace o vrstvení desky plošných spojů (například, jak tlustá je deska, kolik vrstev existují podrobné informace o každé signálové vrstvě a zemní ploše: spotřeba energie, zemnící vodič, analogový signál, digitální signál a RF signál atd.); které signály jsou vyžadovány pro každou vrstvu; je vyžadováno umístění důležitých součástí; přesné umístění součástí bypassu; tyto tištěné řádky jsou důležité; které linky potřebují řídit impedanci tištěných linek; Které řádky musí odpovídat délce; velikost součástí; které tištěné řádky musí být daleko od sebe (nebo blízko); které čáry musí být daleko od sebe (nebo blízko); které komponenty musí být daleko od sebe (nebo blízko); které součástky je třeba umístit na DPS Nahoře, které jsou umístěny níže. Konstruktéři elektroinstalace si nikdy nemohou stěžovat na příliš mnoho informací, které je třeba poskytnout. Informací není nikdy příliš mnoho. Dále se podělím o zkušenost z učení: asi před 10 lety jsem provedl návrh vícevrstvé desky plošných spojů se součástkami na obou stranách desky plošných spojů. Pomocí spousty šroubů upevněte desku do pozlaceného hliníkového pouzdra (protože existují velmi přísné normy na odolnost proti nárazům). Kolíky, které zajišťují předpětí, procházejí deskou. Tento pin je připojen k desce plošných spojů pájecími vodiči. Jedná se o velmi složité zařízení. Some components on the board are used for test setting (SAT). Ale inženýr jasně definoval umístění těchto součástí. Kde jsou tyto komponenty nainstalovány? Těsně pod deskou. Když musí produktoví inženýři a technici celé zařízení rozebrat a po dokončení nastavení znovu složit, tento postup se velmi zkomplikuje. Therefore, such errors must be minimized as much as possible. Position is just like in the PCB, position is everything. Kam umístit obvod na desce plošných spojů, kam nainstalovat jeho konkrétní obvodové součásti a jaké jsou další sousední obvody, to vše je velmi důležité. Obvykle jsou polohy vstupu, výstupu a napájení předem určeny, ale obvody mezi nimi musí být kreativní. To je důvod, proč věnování pozornosti detailům zapojení bude mít významný dopad na následnou výrobu. Začněte s umístěním klíčových součástí a zvažte konkrétní obvod a celou desku plošných spojů. Specifikace umístění klíčových komponent a cesty signálu od začátku pomáhá zajistit, že návrh dosáhne očekávaných pracovních cílů. Jednorázové získání správného návrhu může snížit náklady a tlak, a tím zkrátit vývojový cyklus. Bypass napájecí zdroj Nastavení bypassového napájecího zdroje na napájecím konci zesilovače pro snížení šumu je velmi důležitým směrem v procesu návrhu PCB, včetně vysokorychlostních operačních zesilovačů a dalších vysokorychlostních obvodů. Existují dvě běžné konfigurační metody pro obcházení vysokorychlostních operačních zesilovačů. * Tento způsob uzemnění napájecího terminálu je ve většině případů nejúčinnější, používá více paralelních kondenzátorů k přímému uzemnění napájecího kolíku operačního zesilovače. Obecně řečeno, dva paralelní kondenzátory jsou dostatečné, ale přidání paralelních kondenzátorů může přinést výhody některým obvodům. Paralelní zapojení kondenzátorů s různými hodnotami kapacity pomáhá zajistit, že napájecí kolík má velmi nízkou impedanci střídavého proudu (AC) v širokém frekvenčním pásmu. To je důležité zejména při útlumové frekvenci poměru odmítnutí napájení operačního zesilovače (PSR). Tento kondenzátor pomáhá kompenzovat snížené PSR zesilovače. Udržování nízkoimpedanční zemní cesty v mnoha desetioktávových rozsazích pomůže zajistit, že se do operačního zesilovače nedostane škodlivý šum. (Obrázek 1) ukazuje výhody použití více kondenzátorů paralelně. Při nízkých frekvencích poskytují velké kondenzátory zemní cestu s nízkou impedancí. Jakmile však frekvence dosáhne své vlastní rezonanční frekvence, kompatibilita kondenzátoru bude oslabena a postupně se bude jevit jako indukční.